CN2639844Y - 一种无缝钢管壁厚的测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种无缝钢管壁厚的测量装置，涉及无缝钢管生产过程中对管形质量测量的仪器。它由支座、主导向管及内表面测量机构、位移传感器、计算机四部分组成。支座(2)是安装在车床的卡盘与中心架上，被测钢管(4)固定在两个支座之间。主导向管(1)与支座滑动配合并与刀架(15)连接。包括内表面位移传感器(12)的测量机构安装在主导向管内，外表面位移传感器与计算机和系统连接。本实用新型具有设计合理、结构简单、操作方便、价格便宜、测量精度高、不破坏管材的优点，适用于无缝钢管管形质量检测。
Description
技术领域：
本实用新型属于无缝钢管生产过程中对管形质量测量的仪器，更具体地讲，涉及一种无缝钢管壁厚精度的横向、纵向测量装置。
背景技术：
热轧无缝钢管的生产过程中管体的壁厚精度，特别是横向壁厚的均匀程度，是钢管质量的一个极为重要的指标。为提高荒管的壁厚精度经常需要调整轧制工艺参数，因此，管形的测量是必不可少的。在长期的生产实践中，人们不断地提出了一些测量方法，如：(1)德国曼耐斯曼钢管公司研制的“激光一超声波测量系统”，它是由脉冲激光器产生超声波，通过干涉来测量物体厚度，是一种非接触式测量。该方法正在实验阶段，还未商品化。这种非接触式测量不但有其应用的局限性，而且系统庞大、结构复杂、价格昂贵；(2)“超声波测厚仪”，国内目前大量使用便携式超声波测厚仪。该方法一般用于钢板的厚度测量。当用于钢管的测量时，存在精度低的问题。主要是由于钢管外形是圆柱体，超声波测量仪难以准确沿管表面的法线方向定位，稍微有一定的角度偏差，将造成较大的测量误差；(3)破坏性实验法，是目前在国内钢管生产现场普遍使用的一种手工测量方法。它将被测管体按照一定尺寸分段，沿横向解剖成若干相等管段，用壁厚千分尺对管段壁厚进行测量，再计算平均厚度。该方法既费工又费时，还不精确。它属于破坏性检测法，测量后的管材不能再利用。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于克服上述现有不同类型测量方法存在的缺点，提供一种无缝钢管壁厚的测量装置，它具有设计合理、结构简单、操作方便、价格便宜、测量精度高、不破坏管材等优点，适用于无缝钢管管形质量检测。
本实用新型是通过以下技术方案来实现其目的的：
一种无缝钢管壁厚的测量装置，由支座、主导向管及内表面测量机构、位移传感器、计算机四部分组成。两个支座分别安装在普通车床的卡盘和中心架上，被测钢管装入左右两个支座之间，一根主导向管穿入车床主轴孔并与支座的内孔滑动配合，通过牵引柄和副支架又与车床刀架连接在一起；主导向管内安装内表面测量机构，它是由固定在主导向管内的杠杆、垂直地安装在主导向管上并紧靠在被测钢管内表面的内测针、位于杠杆上并通过副支架与车床刀架相连的内表面位移传感器构成；外表面位移传感器位于被测钢管的外表面上并与车床刀架连接。为了使内测针与内表面靠紧，在内测针的尾端压装一个弹簧，弹簧又置于螺纹套内，螺纹套与主导向管的管壁螺纹连接。为了使位于杠杆上的内表面位移传感器，真实反映出内测针所检测到的表面高低情况，杠杆是用一个轴，垂直地与主导向管的管壁固定在一起，轴与杠杆之间安装有轴承。内表面位移传感器、外表面位移传感器将所得的钢管内外表面的高低变化信号，通过A/D转换器输入计算机数据采集系统，即可得到管形变化数据，并可显示在屏幕上。
钢管壁厚的确定(检测结果)是由计算机程序来完成的，对于装置来说，软件只是应用，本实用新型给出了计算机系统的框图。
本实用新型与现有技术相比，由于位移传感器的灵敏度为700mv/mm，可以反映至微米级误差，经实验证明，在0-3m内测量，系统最大误差只有0.03mm，因此测量精度高。由于装置的各个部件均安装在普通车床上，其操作是通过车床主轴的转动和刀架的移动即可完成，计算机系统具有直观、友好界面，只需按回车键即可完成测量工作，因此，整个装置景的操作十分简便。由于内外表面位移传感器的合理设置，使得车床卡盘带动被测钢管旋转时，可获得同一截面内钢管壁厚的变化信号，刀架的纵向移动可获得钢管纵向的厚度误差变化信号，主轴旋转、移动刀架，即可获得钢管体壁厚的变化信号，通过A/D转换器输入计算机数据采集系统，即可得到管形变化数据。因此系统设计合理、装置结构简单。另外本发明还具有制造成本低、价格便宜、不破坏钢管的优点。是无缝钢管生产中检测管形质量的较理想的仪器。
附图说明：
图1是本实用新型的主要构造示意图(部分主视)；
图2是实用新型的结构俯视图；
图3是数据采集计算机系统框图。
下面通过实施例，结合附图进一步加以说明。
具体实施方式：
如图1、2、3所示，一种无缝钢管壁厚的测量装置，由支座、主导向管及内表面测量机构、位移传感器、计算机四部分组成。两个支座2分别安装在普通车床的卡盘14和中心架13上，被测钢管4用位于支座上的螺丝3装入左右两个支座2之间，调正螺丝3(每个支座上可设4个)使被测管轴线与车床轨道平面平行。主导向管1较长，可穿入车床主轴孔内，它与支座2的内孔滑动配合，主导向管1通过牵引柄16和副支架17又与车床的刀架15固定连接在一起。主导向管1内安装内表面测量机构，它是由固定在主导向管1内的杠杆9、垂直安装在主导向管1上并紧靠在被测钢管4的内表面的内测针8、位于杠杆9上并通过副刀架17与车床刀架15连接的内表面位移传感器12构成。内测针8与主导向管1的安装是通过一个螺纹套6与主导向管壁螺纹连接，螺纹套内置压缩弹簧7，将内测针8的尾端压装在弹簧7上，这样，内测针8就紧紧地贴靠在被测管的内表面。杠杆9与主导向管1的连接方式，是采用轴11垂直地与管壁固定在一起，轴与杠杆之间装有轴承10。外表面位移传感器5位于被测钢管4的外表面上，并与车床刀架15连接。连接时应保证传感器将所获得的内外表面高度变化信号，通过A/D转换器输入数据采集计算机系统，即可得到管形变化数据。
本实用新型的工作原理及工作过程：
首先将支座2准确安装于车床卡盘14上，对称的另一个支座安装于车床中心架13上，再将被测钢管4装入左右两个支座2之间后，再使中心架靠紧被测管，调整左右支座上对正螺丝(每个支座上垂直布设4个)，使被测管4的轴线尽量与车床滑道平行。一根较长的主导向管1穿入车床主轴孔，并与支座2的内孔滑动配合。主导向管1内安装包括内测针8和内表面位移传感器12的整个内表面测量系统。内表面测量是通过杠杆9将内测针8所反映的表面高低情况，按比例反映到内表面位移传感器12上，为使内测针与内表面靠紧，采用螺纹套6与弹簧7使其始终贴紧内表面。杠杆9安装于主导向管所固定的轴11以及轴承10上。内表面测量系统通过牵引柄16，将整个主导管连同位移传感器12和副刀架17全部安装于车床刀架15上。外表面的测量是通过位于被测管4的外表面，并与车床刀架15连接的位移传感器5直接测量。
按上述结构关系将被测管件、两个位移传感器等安装到位，连接好计算机信号线路，开动车床，当主轴以设定速度旋转、刀架以设定速度移动时，被测管件内外表面的高低状态即可反映在内外位移传感器上，位移传感器灵敏度为700mv/mm，可以反映至微米级误差。然后将其信号通过A/D转换器输入计算机数据采集系统，即可得到被测管4的壁厚变化数据，并将数据处理结果显示在计算机屏幕上。
Claims (5)
1、一种无缝钢管壁厚的测量装置，其特征在于：它由安装在普通车床卡盘(14)和中心架(13)上，并连接被测钢管(4)的支座(2)；穿入车床主轴孔与支座内孔滑动配合，并与车床刀架(15)连接的主导向管(1)；安装在主导向管内、由刀架(15)牵引，包括内表面位移传感器(12)的内表面测量机构；位于被测管(4)的外表面并与刀架(15)连接的外表面位移传感器(5)；以及连接内、外表面位移传感器的计算机系统构成。
2、按照权利要求1所述的无缝钢管壁厚的测量装置，其特征在于：所述的主导向管(1)通过牵引柄(16)和副支架(17)与刀架(15)连接在一起。
3、按照权利要求1所述的无缝钢管壁厚的测量装置，其特征在于：所述的内表面测量机构，由固定在主导向管(1)内的杠杆(9)，垂直地安装在主导向管(1)上并紧靠在被测管(4)内表面的内测针(8)，位于杠杆(9)上并通过副支架(17)和刀架(15)连接的内表面位移传感器(12)构成。
4、按照权利要求3所述的无缝钢管壁厚的测量装置，其特征在于：所述内测针(8)的尾端压装弹簧(7)，弹簧置于螺纹套(6)内，螺纹套与主导向管(1)的管壁螺纹连接。
5、按照权利要求3所述的无缝钢管壁厚的测量装置，其特征在于：所述的杠杆(9)是用轴(11)垂直地与主导向管(1)的管壁固定在一起，轴与杠杆之间安装有轴承(10)。
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|---|---|---|---|---|
| CN100334421C (zh) * | 2005-01-21 | 2007-08-29 | 天津大学 | 工件壁厚与尺寸形位误差自动测量系统 |
| CN101700530B (zh) * | 2009-12-05 | 2013-02-13 | 衡阳华菱连轧管有限公司 | 位移传感器磁头的连接方法及连接卡爪 |
| CN110411396A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-11-05 | 上海大学 | 一种深孔壁厚在线检测装置 |
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2003
- 2003-07-18 CN CN 03204907 patent/CN2639844Y/zh not_active Expired - Fee Related
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